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摘  要：隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的飛快發(fā)展，沿江河或濱江河、海的城市交通受江河海的影響日益突出，為了

解決該類(lèi)城市的交通問(wèn)題，架設橋梁是首選途徑。本文以柳州市雙擁大橋鋼梁的架設為背景，闡述

橋梁架設——大型鋼箱梁多點(diǎn)遞進(jìn)柔性頂推技術(shù)。

隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的飛快發(fā)展，沿江河或濱江河、海的城市交通受江河海的影響日益突出，為了解決該類(lèi)城市的交

通問(wèn)題，架設橋梁是首選途徑。

柳州雙擁大橋呈西北－東南走向，西（北）岸位于鷓鴣江舊碼頭，連接至北外環(huán)路；南東（南）岸位于下茅洲

屯以北，連接至雙擁大道。該橋是連接柳北片區和河東高新區的主要通道，對推進(jìn)城市基礎設施總體規劃的實(shí)

施、完善城市道路路網(wǎng)、拓 展城市空間、改善城市片區環(huán)境、實(shí)現柳州大都市的戰略目標具有十分重要的意

義。大橋全長(cháng)1938.091m，其中主橋橫跨柳江，為鋼箱梁?jiǎn)沃骼|地錨式雙A型塔懸索結構。懸索距橋面最小距

離為8m，主跨除靠近橋塔處5對吊索為雙面結構外其余均為單索面結構。主橋跨徑布置為（40+430+40）米，

鋼梁采用扁平流線(xiàn)型鋼箱梁全焊結構。

鋼箱梁通過(guò)吊桿懸吊于懸索上及通過(guò)索塔橫梁支撐于索塔上，雙擁大橋主橋整體結構立面圖如圖1.1、1.2所示。

圖1.1 雙擁大橋整體結構立面、平面圖(大型結構遞進(jìn)式柔性頂推技術(shù))

圖1.2  柳州雙擁大橋主視圖

鋼箱梁位于R25500m的豎曲線(xiàn)上，全寬38m，中心高3.5m，長(cháng)508.58m，重9200噸，分成七類(lèi)共53個(gè)

節段梁段制造加工。單個(gè)節段最長(cháng)10米，最重195噸。鋼箱梁截面見(jiàn)圖1.3。

 

鋼塔為A型塔，塔柱為三角變曲面箱型結構。索纜為單索纜，因此鋼箱梁的安裝架設采用纜索吊裝纜索吊

機無(wú)處架設，鋼梁起吊過(guò)程不能得到穩定的控制。為了解決鋼梁架設難題，采取了多支點(diǎn)自平衡遞進(jìn)柔

性頂推技術(shù)。

多支點(diǎn)自平衡遞進(jìn)式柔性頂推技術(shù)是鋼箱梁架設時(shí)，設置鋼箱梁節段拼接平臺、頂推臨時(shí)支墩（頂推臨時(shí)

支墩之間設置水平約束鋼絞線(xiàn)相互約束），在頂推臨時(shí)支墩頂設置多點(diǎn)頂推系統和液壓滾輪復合糾偏系統

進(jìn)行鋼箱梁頂推架設的施工技術(shù)。鋼箱梁按從北岸向南岸的梁段編號順序分輪次在節段拼接平臺上逐輪次

拼接，遞進(jìn)頂推的施工技術(shù)。

在頂推過(guò)程中，設置于臨時(shí)墩兩側防傾覆柱頂的液壓滾輪糾偏系統對鋼箱梁的行進(jìn)方向進(jìn)行糾偏矯正。頂

推臨時(shí)支墩布置見(jiàn)圖2.1。

 

支撐系統為鉆孔混泥土錨固鋼管樁上接鋼管組合柱的臨時(shí)支墩，鉆孔混泥土錨固鋼管樁按頂推過(guò)程中支撐鋼箱

梁的最大荷載和鋼箱梁前進(jìn)過(guò)程中給予墩頂摩擦力的反力及支墩之間的水平鋼絞線(xiàn)約束力之綜合作用工況進(jìn)行

設計。鋼管組合柱之間設置頂推時(shí)能自平衡的鋼絞線(xiàn)水平約束索。

 

頂推滑道設置于頂推臨時(shí)支墩頂，由分配梁、豎曲線(xiàn)調整用液壓千斤頂設備、滑道梁、滑道面、滑塊構成。下滑

道面為3mm厚不銹鋼板焊接于滑道梁頂面，上滑道面為四氟乙烯滑塊板面?；瑝K的構成為滑道面四氟乙烯，背滑

道面橡膠。在頂推施工過(guò)程中，鋼箱梁底板壓在滑塊的背面，由于鋼箱梁與滑塊的摩擦系數（0.75）大于滑塊與

下滑道面的摩擦系數（0.04），在受頂推系統牽引力的作用下，鋼箱梁帶著(zhù)滑塊一起在下滑道面上往前滑動(dòng)以形

成頂推。

鋼箱梁全長(cháng)508.58m，共分成53個(gè)梁段加工制作，采用貝雷片架設的提升門(mén)架提升至梁段拼接平臺。拼接平臺立

柱與頂推臨時(shí)支墩構造相同，臺面比鋼箱梁架設高度低1.2m，采用630mm×8mm鋼管主梁，22號工字鋼次梁，

4mm厚鋼板面板，長(cháng)45m，寬40m，置于南岸主塔橫梁兩側。滿(mǎn)足每個(gè)拼接輪次拼接4～5段鋼箱梁（10m長(cháng)節段

4節，7～9m長(cháng)節段5節）。

表3.1 連續頂推系統配置

將頂推千斤頂、頂推泵站、豎向頂舉千斤頂、置于主墩及臨時(shí)墩墩頂，主控臺置于拼裝平臺上。拉錨器則安裝在

鋼箱梁底部縱橫隔板交界處（需在鋼箱梁底部開(kāi)孔并做局部加強），墩頂頂推結構設置如圖3.3～3.4所示

 

由于鋼箱梁的剛度較小且豎曲線(xiàn)變化較大，因此在頂推過(guò)程中需要不斷地調整滑道的高度，避免結構出現

較大的應力。當需要對滑道梁進(jìn)行豎向調節時(shí)，通過(guò)調整置于墊梁和滑道梁之間的YDG3000S立式液壓千

斤頂的活塞行程來(lái)調整結構受力，當調整范圍超過(guò)千斤頂行程時(shí)需通過(guò)增減千斤頂鋼支墩（高度分為5cm、

10cm、15cm三種）數量來(lái)進(jìn)行分級分次調整。每輪頂推結束時(shí)需在滑道梁下方墊入臨時(shí)調整墊塊，然后

千斤頂泄壓回程將負載從千斤頂轉移到墊塊上，避免千斤頂長(cháng)時(shí)間受力。

為保證鋼箱梁的就位精度，除在頂拉系統上采取措施外，而且在鋼箱梁縱、橫兩個(gè)方向上設置糾偏限位系統，

以保證鋼箱梁的就位精度。橫向方向上控制措施為：在鋼箱梁頂板上沿中線(xiàn)部分設置清晰的標志，并設專(zhuān)人

在引橋墩墩頂架設全站儀觀(guān)察鋼箱梁頂推過(guò)程中中線(xiàn)標志，發(fā)現標志和全站儀視線(xiàn)不在一線(xiàn)上，立即聯(lián)系頂

推指揮人員進(jìn)行調整。調整措施如下：

1) .將主動(dòng)糾偏措施和被動(dòng)糾偏措施整合，滾軸放置在液壓千斤頂和鋼箱梁之間，在進(jìn)行糾偏時(shí)，形成滾動(dòng)摩

擦，使主動(dòng)糾偏能夠做到連續動(dòng)態(tài)糾偏，為勤糾偏奠定了堅實(shí)的基礎，以確保鋼箱梁的就位精度。

2) .在糾偏過(guò)程中只采用主動(dòng)糾偏措施進(jìn)行糾偏，連續作用千斤頂不做糾偏運動(dòng)，鋼箱梁偏位誤差控制在

30mm，使梁體做蛇形運動(dòng)，保證軸線(xiàn)位置。

圖3.5液壓滾輪復合糾偏系統

假設在某一時(shí)刻兩側滑道的動(dòng)摩擦力分別為 和 ；最大靜摩擦力分別為 和；兩側的施加的頂

推力分別為 和 ；結構重心距兩滑道的距離為 和 。

當 時(shí)因總頂推力 不大于總靜摩擦力 ，所以結構不動(dòng)。

圖3.5頂推受力圖

當 時(shí)，對于右側摩擦副而言靜摩擦力 迅速降為動(dòng)摩擦力 ，產(chǎn)生力差（引起頂推過(guò)

程結構跳躍的成因） （而此力差所產(chǎn)生的負轉矩大到剛好抵

消左側摩擦副產(chǎn)生的正轉矩 ；D為摩擦副的寬度），使結構以左側滑道某點(diǎn)為軸心產(chǎn)生

逆時(shí)針旋轉的加速運動(dòng)，根據力的平移定律，將 平移至左側頂推受力點(diǎn)對左側結構的受力進(jìn)行分析

則有：

由于此時(shí)結構產(chǎn)生瞬間的逆時(shí)針轉動(dòng)，則左側的摩擦副雖未向前滑動(dòng)，但也在轉動(dòng)，因此左側的摩擦力也

立即降為 ，

此刻只要滿(mǎn)足： 

即 

由于加工的差異、重量分配的差異、頂推設備施力的差異、環(huán)境對摩擦副的影響等諸多因素的存在，造成

了頂推過(guò)程中結構的擺動(dòng)、偏轉、跳躍現象的發(fā)生。這些現象的出現使得頂推時(shí)結構處于一種或多種失控

狀態(tài)，因此必須采取措施加以限制或消除。

由于本橋頂推結構比較特殊的單滑道結構，即L=0，因此合轉矩為0即理論上鋼箱梁在頂推過(guò)程中不會(huì )發(fā)生

偏轉。即使由于加工的差異、重量分配的差異出現重心偏移，其偏移量也在可控范圍內甚至可以通過(guò)增加

配重的方式人為的加以消除，因此可以做到鋼箱梁在頂推過(guò)程中不會(huì )發(fā)生偏轉。

鋼箱梁長(cháng)508.58m，分成53個(gè)節段制造，12個(gè)拼接頂推輪次。其中第一輪次和第七輪次拼接頂推5節段，

其余輪次均拼接頂推4個(gè)節段。具體為：從北岸第一個(gè)輪次吊上拼接平臺，將5個(gè)箱梁間的環(huán)形接頭焊縫

拼焊完成，檢查合格后，啟動(dòng)頂推程序，將第一輪往前頂推上2號臨時(shí)支墩。然后吊第二拼接頂推輪次4

個(gè)梁段上拼接頂推平臺，將第二輪節段相互之間以及與第一輪最后一個(gè)夾斷間的焊縫拼焊合格，再啟動(dòng)

設于平臺及2號臨時(shí)墩的頂推設備將第一、第二輪梁段一起頂推上3號臨時(shí)支墩。依次操作，直至第12輪

拼接完成，全橋頂推到位。頂推流程見(jiàn)圖5.1~5.3。

圖5.2第一頂推輪次鋼箱梁節段上拼接頂推平臺

柳州雙擁道橋頂推架設施工始于2010年11月，完成于2011年4月。架設施工使用了遞進(jìn)式柔性頂推技術(shù)，工程

架設質(zhì)量通過(guò)架設過(guò)程中的監控量測得到了有效控制。在頂推施工過(guò)程中未發(fā)生任何安全事故。每個(gè)遞進(jìn)頂推

輪次花費時(shí)間為兩段拼焊8d，頂推作業(yè)3d，施工進(jìn)度得到了有效的保證。本技術(shù)在本鋼橋架設上得到了成功應

用，并取得了一定的經(jīng)驗，可以推廣應用到更多的長(cháng)大重結構施工中。